唐鋼1580線精軋機軋制穩(wěn)定性研究

張 征，鄭巖巖

（河鋼唐鋼不銹鋼公司，河北 唐山 063000）

唐鋼1580熱軋線生產(chǎn)屈服強度≥500MP高強鋼產(chǎn)量大，軋制2.5mm厚度以下薄規(guī)格難度高，對于軋線的設(shè)備精度要求嚴(yán)苛。因此，提高軋線設(shè)備精度，特別是精軋機組的設(shè)備精度就顯得尤為重要。本文主要探討了如何在設(shè)備精度方面提高精軋機軋制穩(wěn)定性問題。

1 高強鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀

1580熱軋線布置2座步進式加熱爐，1架粗軋機加7架帶竄輥機構(gòu)精軋機，見圖1。屈服強度≥500MP高強鋼產(chǎn)量占比30%，軋制高強鋼堆鋼事故主要發(fā)生在精軋機組。軋制過程中跑偏軋爛事故占精軋機組總事故的比例為38.1%，嚴(yán)重制約了軋線的生產(chǎn)效率。

圖1 1580軋線布置示意圖

2 精軋機跑偏原因分析

影響精軋機跑偏的原因很復(fù)雜，包括調(diào)整工操作、來料溫度楔形、設(shè)備精度等多個方面。設(shè)備精度方面主要有軋機垂直系精度、水平系精度、檢測傳感器精度三個方面，表現(xiàn)為軋件在精軋機軋制過程中出現(xiàn)明顯的偏載（兩側(cè)軋制力偏差大），軋件由于偏載發(fā)生跑偏刮蹭側(cè)導(dǎo)衛(wèi)邊部疊軋造成事故（見圖2）。

2.1 精軋機垂直系精度影響跑偏分析

影響精軋機垂直系精度的設(shè)備包括AGC缸、上階梯墊、支承輥及軸承座、工作輥及軸承座、下支承輥圓弧墊、下階梯墊、壓力傳感器上下墊板等。

圖2 F4F5精軋機軋制過程中軋制力偏差示意圖

精軋機垂直系精度發(fā)生變化主要原因是設(shè)備不均勻磨損或撓曲變形，其導(dǎo)致軋機兩側(cè)剛度發(fā)生變化，在軋制過程中，由于軋件的頭、中、尾軋制力是不同的，隨著軋制力的變化，因彈跳不同而導(dǎo)致兩側(cè)輥縫隨之有大幅度的改變，沿軋件可能產(chǎn)生不規(guī)則的側(cè)彎（如S彎、頭尾硬彎等），這樣的側(cè)彎無法通過操作員手動干預(yù)消除，并且導(dǎo)致精軋軋制不穩(wěn)定。

2.1.1 AGC磁尺偏差

AGC磁尺偏差是當(dāng)精軋機標(biāo)定“0”輥縫時，傳動側(cè)與操作側(cè)AGC缸位置磁尺顯示值的偏差，見圖3；它是評價精軋機垂直系精度的好壞的重要指標(biāo)，見表1。由于此時軋機標(biāo)定成功的條件是兩側(cè)軋制力偏差趨近“0”，排除壓力檢測元件影響，兩側(cè)磁尺數(shù)偏差可以代表軋機兩側(cè)的垂直系設(shè)備配合狀態(tài)。如果偏差較大，說明軋機某一側(cè)的某個設(shè)備存在變形或磨損。

由下表可知，精軋機F5架次操作側(cè)某個設(shè)備應(yīng)存在約2.34mm的磨損，可以重點對操作側(cè)的設(shè)備進行檢查尋找原因。通過對精軋機兩側(cè)磁尺數(shù)偏差值的連續(xù)跟蹤發(fā)現(xiàn)，精軋機磁尺偏差變化發(fā)生在支承輥換輥前后，見表2。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)某下支承輥操作側(cè)圓弧墊片磨損嚴(yán)重，經(jīng)過對此圓弧墊片進行更換，兩側(cè)磁尺偏差值小于1mm之內(nèi)，F(xiàn)5軋機傳動側(cè)與操作側(cè)剛度偏差有明顯改善。

表1 軋機標(biāo)定完成后F5兩側(cè)磁尺偏差

表2 F5兩側(cè)磁尺偏差變化

圖3 軋機標(biāo)定完成時AGC磁尺位置

2.1.2 零點差

精軋機進行剛度測試時，以軋制力為橫坐標(biāo)，輥縫值為縱坐標(biāo)，可以得到兩側(cè)的剛度曲線，剛度曲線與縱坐標(biāo)交點輥縫值為零點，即軋制力為零時的輥縫值。操作側(cè)與傳動側(cè)的零點之差就是零點差。零點差也是評價精軋機垂直系精度的重要指標(biāo)，精軋機的零點差應(yīng)控制在0.5mm以下。否則必須查找垂直系設(shè)備的磨損或撓變。一般來說，零點差反映設(shè)備存在撓曲變形；AGC缸磁尺偏差反映設(shè)備存在磨損。

2.2 軋機水平系設(shè)備精度分析

軋機水平系設(shè)備精度主要是軋輥（工作輥、支承輥）與牌坊配合精度、竄輥精度兩個方面。軋機水平系設(shè)備精度直接影響軋輥交叉。其對于軋件在精軋軋制過程中的跑偏有極為重要的影響。軋輥交叉也是造成跑偏的原因之一。

2.2.1 軋輥與牌坊配合精度

軋輥與牌坊配合精度主要為軋輥軸承座與牌坊之間間隙精度，影響后果表現(xiàn)為輥系是否存在交叉。軋機制造與安裝誤差、襯板磨損、工作輥軸承座的尺寸精度、移動座本體的磨損等都會影響其間隙精度，從而造成工作輥及支撐輥的水平軸線存在一定程度的交叉情況，因此而產(chǎn)生一定的軸向力。軋制時交叉所產(chǎn)生的軸向力，對軋制穩(wěn)定性會產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重時會造成生產(chǎn)事故甚至損壞相關(guān)設(shè)備。精軋機實際生產(chǎn)中，由于襯板與移動座并不總是完全接觸，特別是上工作輥，會造成襯板和移動座本體的不均勻磨損。2018年8月份1580線F2軋機多次發(fā)生軋制過程中的跑偏現(xiàn)象，經(jīng)測量調(diào)查發(fā)現(xiàn)F2傳動側(cè)上輥部位的移動座襯板存在比較嚴(yán)重的不均勻磨損。通過更換襯板及移動座后跑偏現(xiàn)象基本消失。

2.2.2 竄輥精度

軸向精度主要是竄輥精度，包括精軋竄輥移動塊位置精度和進出口偏差精度，通過監(jiān)測可知，因滑板磨損不均造成的軸向力是存在的，只是大小、方向不同而已，如果軸向力稍大，會影響軋制穩(wěn)定性（軋制時跑偏，產(chǎn)生側(cè)彎），如果軸向力進一步增大，則可能損壞設(shè)備。因此，有必要定期標(biāo)定校準(zhǔn)竄輥位置并緊固竄輥移動塊液壓缸螺母。

2.2.3 竄輥步距

竄輥設(shè)備主要目的是提高每套精軋輥的軋制公里數(shù)，提高產(chǎn)線效率。軋制高強鋼薄規(guī)格時如竄輥步距過大會造成工作輥的熱凸度發(fā)生變化，造成軋件跑偏，一般軋制高強鋼薄規(guī)格時需小步距竄輥或鎖定竄輥位置。

2.3 精軋機檢測傳感器分析

精軋機檢測傳感器包括AGC缸伺服閥、PT壓力傳感器、AGC鋼位置檢測磁尺。這些傳感器精度的好壞也對軋機跑偏有重要影響。

2.3.1 AGC缸伺服閥的零漂

精軋機AGC缸伺服閥通過輸出控制AGC缸的抬起壓下動作，閥零漂零漂反映其基準(zhǔn)值的準(zhǔn)確性，一般伺服閥零漂應(yīng)控制在±8%之內(nèi)，否則會影響AGC缸的準(zhǔn)確性。

2.3.2 AGC缸階躍響應(yīng)

精軋AGC缸伺服閥除零漂外重要的參數(shù)還有階躍響應(yīng)精度。階躍響應(yīng)是指AGC缸跟隨自動控制指令的響應(yīng)時間。測試方法是在一定軋制力（一般1000t）、一定軋機轉(zhuǎn)速條件下連續(xù)自動控制AGC做0.5mm的抬起壓下動作。階躍響應(yīng)時間應(yīng)控制在50ms之內(nèi)，精軋機操作側(cè)與傳動側(cè)的響應(yīng)時間差控制在20ms之內(nèi)。，特別是精軋F5～F7軋機，由于來料厚度薄、速度快，如果兩側(cè)響應(yīng)時間差過大，在對成品厚度進行動態(tài)調(diào)節(jié)時AGC缸兩側(cè)的輥縫動作不一致，在軋制極限品種時極容易發(fā)生跑偏現(xiàn)象。

2.3.3 AGC缸磁尺位置檢測

精軋AGC缸磁尺用于檢測AGC缸的位置。磁尺檢測位置的準(zhǔn)確性會影響軋機垂直系精度的判斷，必須定期對其基準(zhǔn)位置進行檢查。另外，磁尺的松動或跳變也會影響軋制過程中AGC的實際位置，精軋機輥縫會隨之變得不準(zhǔn)確，也會造成精軋機的跑偏。

3 效果

通過提升精軋機垂直系、水平系、檢測元件精度，1580線精軋機組的跑偏類事故大幅降低，精軋機跑偏事故比例由之前的38.1%降至10%以下，事故時間降低至2h之內(nèi)，產(chǎn)線效率得到大幅度提升。

4 結(jié)語

針對1580線高強鋼薄規(guī)格比例大特點，重點從提升精軋機設(shè)備精度入手，通過定期對上述精度項目進行跟蹤，排除設(shè)備隱患，大幅提升了精軋機的設(shè)備精度，從而實現(xiàn)了屈服強度≥500MP系列產(chǎn)品1250*1.5mm規(guī)格的小批量穩(wěn)定軋制。